Об устройствах измерения емкости Li-ion аккумуляторов 18650

Иногда возникает необходимость понимать, а какова реальная емкость моего аккумулятора (АКБ)? Всем известно, что производители аккумуляторов бывают разные и не всегда указывают реальную емкость на корпусе батареи. Также мы знаем, что любой аккумулятор имеет свой срок службы, который ограничивается не только количеством циклов разряда-заряда и условиями эксплуатации, но и естественным износом даже, если он не используется (до 5 лет).

Ввиду возникшего вопроса, мы решили провести тест нескольких девайсов, способных измерить ёмкость Li-Ion аккумуляторных батарей. Для теста мы приобрели пару таких приборов. Далее мы рассмотрим процесс измерения емкости на каждом из них.
Замер будем проводить на одном из наших тестовых аккумуляторов Fenix ARB-L18-2600 емкостью 2600 мА/ч, поочередно на каждом устройстве.

Первым проверим емкость нашей АКБ USB-тестером

Вкратце охарактеризуем прибор:

• устройство измеряет ток и напряжение при зарядке АКБ и с учетом затраченного времени рассчитывает емкость АКБ при заряде;
• выполнен в формате USB-флешки, с двумя разъемами USB, входной порт IN - подключаем напряжение питания (блок питания 5 V 2 A, PowerBank, USB порт компьютера лучше не использовать), выходной порт OUT - подключается USB зарядное устройство с АКБ;
• имеет встроенный дисплей, на котором отображает значения входного напряжения (V), тока зарядки (A), время зарядки (T) и емкость (mAh);
• для сброса показаний имеется кнопка Reset.

Подключаем ко входу IN напряжение питания 5 V, к выходному порту подключаем USB зарядное устройство (мы используем Fenix ARE X1).

В зарядное устройство устанавливаем предварительно разряженную АКБ (в процессе теста АКБ будет заряжаться). После установки батареи начинается ее тест.

Подключать АКБ непосредственно к USB-тестеру запрещено, т.к. он не формирует требуемое напряжение и ток для зарядки АКБ, а только транслирует входное напряжение на свой выход. После завершения теста мы видим, что емкость АКБ составляет 2527 мА/ч, время прохождения теста - 5 ч 33 мин.

Теперь проверим емкость нашей тестовой АКБ вторым девайсом.

Вкратце охарактеризуем и его:

• представляет из себя плату, модуль (без корпуса)



на плате имеются цифровой дисплей, три кнопки (ОК, +, -), три светодиодных индикатора (Ah, A, V), клеммная колодка для подключения нагрузки и АКБ, разъем micro-USB для подключения питания устройства (5 В 100мА, можно использовать USB-порт компьютера или зарядное устройство от телефона);
• девайс рассчитывает емкость АКБ в процессе её разряда на нагрузку.

Перед проведением измерения емкости АКБ желательно откалибровать устройство (рекомендуется производителем). Для этого необходимо последовательно выполнить следующие действия:

• к клеммам R подключаем резистор 5 Ом (используем 2 резистора 7R5 5W из комплекта, соединив их параллельно);
• одновременно зажав все три кнопки на плате, подключаем питание к micro-USB;
• после входа в режим калибровки дисплей показывает 0u0А;



• накоротко соединяем положительную и отрицательную клеммы входа и нажимаем кнопку "ОК";



• дисплей показывает J10u, далее на клеммы “IN+” и “IN-” подаем напряжение 10 В и нажимаем кнопку "ОК'.



• На данном и последующих этапах нагрузочные резисторы будут сильно нагреваться более 100*С - работы проводить внимательно и быстро, обеспечив свободное пространство вокруг резисторов. Если потребуется перерыв-задержка в работе, то необходимо отключить от платы напряжение 10 В;



• дисплей показывает J2.0A - в разрыв питания (10 В) подключаем Амперметр, подаем напряжение 10 В на клеммы “IN+” и “IN-” и сверяем показания Амперметра, при несоответствии тока 2 А регулируем напряжение, устанавливая ток 2 А и нажимаем кнопку "ОК";



• калибровка окончена.

Теперь приступим непосредственно к проверке емкости АКБ. Подключаем предварительно полностью заряженную батарею к клеммам “IN+” и “IN-”, соблюдая полярность. Далее подключаем нагрузку к клеммам, и питание к micro-USB. Модуль будет показывать напряжение аккумуляторной батареи.

Затем кнопками “+”, “-” мы устанавливаем величину напряжения завершения разряда 3 В (если пропустить этот шаг, модуль задаст данный параметр автоматически, но мы решили перестраховаться).

При прохождении теста нагрузочные резисторы будут сильно греться (около 70*С), необходимо учитывать этот факт, обеспечив свободное пространство вокруг них. Для начала процесса измерения нажимаем кнопку 'ОК'. Во время теста дисплей поочередно отображает текущие параметры АКБ, емкость - Аh, ток - А, напряжение - V.

После окончания теста дисплей начинает мигать и отображает емкость АКБ в A/ч.

Емкость нашей АКБ составила 2662 мА/ч. Напряжение на батарее (без нагрузки) после прохождения теста составило 3,3 В.

По прохождению двух тестов мы видим, что емкость нашей тестовой АКБ находится в допустимых пределах от указанной на корпусе производителем, также об этом свидетельствуют показания нашего штатного прибора для предварительного теста емкости аккумуляторных батарей.

Способ измерения емкости АКБ при разряде считаем более правильным, чем при зарядке ввиду того, что измеряются параметры батареи непосредственно при ее работе под нагрузкой.

В данной статье мы рассмотрели вопрос, как измерить ёмкость Li-ion аккумуляторной батареи 18650 на примере двух устройств, имеющихся в свободной продаже и убедились в реалистичности указанных параметров на нашей тестовой батарее Fenix ARB-L18-2600.